Движение подземных вод

 

Движение подземных вод

Большие объемы воды хранятся под землей. Вода движется очень медленно, и это подземное движение является частью круговорота воды в природе.

Большая часть подземных вод происходит от осадков, которые просачиваются вниз с поверхности земли.

Верхний слой почвы является ненасыщенной зоной. В ней вода присутствует в различных количествах, в зависимости от сезона и осадков, но не насыщает почву. Ниже этого слоя - насыщенная зона, где все поры, трещины и промежутки между частицами пород, заполнены водой.

Термин «подземные воды» используется для описания этих вод. Другой термин для подземных вод - "водоносный горизонт", хотя этот термин обычно используется для описания водоносных пластов, способных удерживать достаточное количество воды.

Водоносные горизонты являются огромными хранилищами воды на Земле и люди во всем мире зависят от подземных вод в своей повседневной жизни. Области использования человеком водных ресурсов – Энергетика (энергия воды), мелиорация и водопотребление (скважина на воду).

Верхняя граница области фильтрации воды называется уровень грунтовых вод.

Водоносные горизонты пополняются осадками, падающими на землю, но есть много геологических, метеорологических, топографических, и человеческих факторов, которые влияют на количество и скорость пополнения водоносных горизонтов водой.

Породы имеют различную пористость и проницаемость, а это значит, что вода движется во всех породах неодинаково. Таким образом, характеристики водоносных горизонтов во всем мире разные.

Эксперимент с водоносным горизонтом

Выкопайте яму на пляже ниже уровня насыщения песка водой. Уровень воды в этой яме и есть уровень грунтовых вод. Уровень в нашей скважине на воду соответствует и изменяется вместе с уровнем воды в реке.

То же самое происходит и с грунтовыми водами.

Это отличный способ проиллюстрировать, как на определенной глубине движется и насыщает проницаемые породы вода.

В некотором смысле, эта лунка является колодцем. В нашем эксперименте, вода легко проходит сквозь песок, и как быстро ее не выбирать, она мгновенно будет пополняться.

В грунте на скорость пополнения влияет проницаемость породы и расстояние до точки отбора воды. Чтобы получить доступ к пресной воде, люди вынуждены бурить глубокие артезианские скважины, для получения доступа к водоносному горизонту. Артезианские воды могут быть на глубине десятков, сотен и даже тысяч метров.

Но суть остается той же, что и в нашей скважине на пляже, где пустоты в породах заполняются водой.

Влияние абиссинских колодцев на уровень грунтовых вод

Если водоносный горизонт находится достаточно близко от поверхности и хорошо проницаем, в нем можно бурить абиссинский колодец для пользования водой.

Уровень грунтовых вод может меняться с течением времени, в связи с изменением погодных циклов, характера осадков, речного стока, геологических изменений, а также антропогенных изменений, таких как изменение водонепроницаемости пластов и нарушения рельефа.

При выкачивании воды через скважины, при медленном пополнении водоносного горизонта, снижается уровень грунтовых вод, особенно в непосредственной близости от скважины. В результате чего образуется "конус депрессии" вокруг скважины на воду или колодца.

В зависимости от геологических и гидрологических условий водоносного горизонта, влияние на уровень грунтовых вод может быть кратковременным или длиться в течение десятилетий, при этом, уровень воды может упасть на десятки метров.

Чрезмерное выкачивание может понизить уровень грунтовых вод настолько, что скважины не будут давать воду - "сухая скважина".

Подземные воды и глобальное распределение воды

Из всего количества воды на Земле - 1,7% являются подземные.

Из всей пресной воды на планете, 30% содержится под землей.

46% всех подземных вод - пресные.

Подземные воды находятся только близко к поверхности Земли. Между частицами пород бывает пространство для воды.

С увеличением глубины земные породы становятся плотнее и в них, а так же между ними, поровых пространств становится все меньше, и вода дальше не проникает. Именно поэтому подземные воды могут быть найдены только в пределах нескольких километров от поверхности Земли.

Хотя, под землей содержится небольшая доля всей воды на планете, пресная вода под землей составляет большой процент всей пресной воды на Земле.

На большой глубине водоносных горизонтов, вода представляет собой рассол, в то время как вода вблизи земной поверхности - пресная.

Существует стабильная переходная зона, которая отделяет соленую от пресной воды под землей.

К счастью для нас, относительно неглубокие водоносные горизонты, доступные для бурения скважин, содержат пресную воду.